Tag Archives: sipil

Tekuk dan Kapasitas Tekan pada Profil Baja

Tahun ini saya mengambil Tugas Akhir tentang desain bangunan baja yang berfungsi sebagai apartemen. Saya akhirnya membuka-buka kembali materi perkuliahan baja yang saya peroleh di semester 6. Saya menemukan sebuah grafik pembagian kolom yang dibedakan berdasarkan kapasitas tekuk yang bisa diterima. Kolom baja dibagi menjadi 3 bagian berdasarkan kategori tersebut: kolom pendek, kolom menengah, dan kolom langsing.


\displaystyle f_{cr}=\frac{\pi^{2}E}{(\frac{Lk}{r_{min}})^2}

\displaystyle \lambda_{c}=\frac{f_{y}}{f_{cr}}


Iseng-iseng saya membuat ulang grafik tersebut menggunakan Scilab.

//Nilai Tegangan Kritis (fcr)
// E = Modulus Elastisitas Bahan (MPa)
// L = Panjang bahan (mm)
// kc = nilai koefisien panjang tekuk
// rmin = jari-jari girasi minimum (mm)
function result = stl_fcr(E, L, kc, rmin)
    result = (%pi^2*E) ./ ((L*kc/rmin)^2)
    disp("Tegangan Kritis (Mpa)")
endfunction
 
// E = Modulus Elastisitas Bahan (MPa)
// L = Panjang bahan (mm)
// kc = nilai koefisien panjang tekuk
// r = jari-jari girasi (mm)
// fy = kapasitas tekan baja (MPa)
function result = lambdaC(E, L, kc, r, fy)
    result = (L*kc)/(%pi*r)*sqrt(fy/E)
endfunction
 
usecanvas(%t)
x = lambdaC(200000, 1500:200:6000, 1, 40, 400)
y = stl_fcr(200000, 1500:200:6000, 1, 40)
plot(x,y)
xtitle("fcr vs λ","λ","fcr (KN)")

Grafik di atas menunjukkan nilai tegangan kritis (fcr) baja dibandingkan dengan nilai kelangsingan non-dimensional kolom (λc). Data yang saya masukkan adalah data kolom dengan tinggi bervariasi dari 1500 mm hingga 6000 mm dengan kuat tekan 400 MPa serta jari-jari girasi 40 mm.

Terlihat bahwa kuat tekan kritis semakin besar jika kelangsingan kolom semakin kecil. Namun grafik di atas perlu dibatasi dengan kuat leleh baja yang digunakan yaitu sebesar 400 MPa, jadi grafik di atas tidak benar-benar bisa diperoleh 😀

Rumah Tahan Gempa

Indonesia berada di daerah yang rawan gempa. Daerah rawan gempa dimulai dari Aceh dan memanjang di sebelah barat Sumatra. Lalu banyak juga di Jawa, Sulawesi, dan Irian Jaya. Mungkin cuma Kalimantan yang jarang diguncang gempa.

Dari sekian banyak kejadian gempa besar yang terjadi, selalu saja ada korban jiwa. Korban jiwa bukan disebabkan oleh gempa itu sendiri. Gempa hanya mengakibatkan tanah bergerak dengan tidak menentu, akibatnya bangunan menerima beban gempa yang disalurkan dari tanah ke struktur bangunan. Namun, dari seluruh bangunan tersebut, banyak yang tidak kuat terhadap beban goncangan yang diberikan oleh gempa.

Eartquake didn’t kill people, the bad building did.

Kutipan kalimat di atas mungkin bisa menggambarkan bahwa bangunan yang buruklah yang menyebabkan banyak korban jiwa. Paling tidak ada 2 faktor yang menyebabkan bangunan tidak kuat menerima beban gempa: faktor pertama rumah memang tidak didesain untuk tahan gempa dan faktor kedua adalah rumah sudah didesain untuk tahan gempa, namun proses konstruksi menyebabkan bangunan berdiri dengan kekuatan yang tidak maksimal untuk menahan gempa.

Banyak ahli gempa dan ahli bangunan di Indonesia, banyak di antara mereka adalah dosen-dosen saya. Peraturan gempa dan bangunan juga sudah banyak dibuat untuk menjamin struktur bangunan yang tahan gempa. Namun, banyak juga para konsultan dan kontraktor nakal yang mungkin dengan sengaja atau ketidaktahuan mereka membuat bangunan yang sama sekali tidak tahan gempa.

Masyarakat umum yang sama sekali tidak berkecimpung dalam dunia sipil, mungkin tidak bisa banyak membantu dalam perencanaan dan konstruksi suatu bangunan. Banyak software yang bagus untuk bisa merencanakan struktur yang tahan gempa, misalnya Etabs, SAP2000, dll. Namun untuk menjalankan program seperti itu, dibutuhkan kemampuan sipil yang baik. Orang sipil saja mungkin tidak bisa menjalankan program seperti itu, apalagi masyarakat yang tidak tahu menahu ketekniksipilan 🙂

Untuk itu, dibutuhkan suatu media yang bisa membantu masyarakat luas untuk menjamin dan merencanakan bangunan tahan gempa. Media yang saya maksudkan adalah media baik berupa teks, gambar, program aplikasi, dan media lain yang bisa menjelaskan dengan mudah tata cara perencanaan bangunan tahan gempa.

Saya dan teman-teman saya di Teknik Sipil berencana untuk membentuk media tersebut agar nantinya bisa dipakai oleh banyak orang. Media ini akan memberikan gambaran bagaimana membangun rumah tahan gempa, yang tak kalah penting adalah aplikasi yang kami buat untuk mendesain bangunan tahan gempa namun bisa dibaca dengan mudah oleh masyarakat awam, serta tidak butuh pengetahuan khusus teknik sipil 🙂

Walaupun nilai beton saya jelek, nilai kuliah dinamika struktur saya sangat rendah, semoga bukan menjadi halangan dalam membuat sesuatu yang bermanfaat. Bagi saya pembelajaran berkesinambungan (meskipun kuliahnya sudah selesai) bisa menjadi kunci sukses untuk meraih sesuatu.

Desain Pelat Beton Satu Arah

Pelat beton bertulang bisa dibagi menjadi beberapa kategori, salah satunya adalah pelat beton satu arah. Disebut satu arah karena pelat ini lebih suka menyalurkan berat beban hanya pada balok-balok yang searah saja, yaitu balok-balok yang letaknya saling berdekatan, dibandingkan menyalurkan beban-beban pada balok yang letaknya berjauhan.

Desain pelat beton satu arah hampir sama dengan desain balok. Hanya saja, ada beberapa hal yang berbeda seperti menentukan tebal pelat.

Untuk perhitungan sederhananya, tebal pelat bisa ditentukan berdasarkan SNI beton 03-2847-2002. Dengan menggunakan SNI ini, kita tidak perlu lagi memperhitungakan lendutan yang terjadi pada pelat. Bisa saja kita tidak mengikuti aturan SNI dan menghitung sendiri tebal optimum yang dibutuhkan pelat, namun lendutan akibat beban pada pelat harus kita perhitungakan.

Tebal pelat bisa mengikuti aturan SNI seperti gambar di bawah ini.

Tebal pelat minimum tanpa memperhitungkan lendutan pada pelat

Setelah menghitung tebal pelat minimum, kita bisa menghitung kebutuhan tulangan perlu akibat tarik pada bagian bawah pelat. Penyederhanaan perhitungan bisa dilakukan dengan menghitung kebutuhan tulangan bawah saja (tidak memperhitungkan tulangan atas). Perhitungan tulangan perlu ini sama dengan perhitungan tulangan pada balok.

Langkah pertama adalah menghitung lengan momen untuk gaya tarik yang bekerja. Nilai d adalah jarak efektif antara serat terluar tekan beton dan titik berat tulangan tarik. Sedangkan nilai a adalah tebal beton yang membatasi daerah tekan beton (yang telah disederhanakan).

jd=(d-\frac{a}{2})
d = t - tebal Selimut Pelat - 0.5\times diameterTulangan

Karena jika menggunakan rumus jd di atas, tidak akan bisa menghasilkan sebuah nilai, maka untuk nilai awal, nilai jd bisa diambil sebesar
jd \approx 0.925\times d

Langkah kedua adalah menghitung nilai luas tulangan tarik perlu.
As = \frac{M_u}{f_y \times j_d\times\phi}

Langkah ketiga adalah mencari nilai a yang baru
a = \frac{As \times fy}{0.85\times fc\times b}

Langkah keempat adalah menghitung nilai momen nominal beton bertulang. Nilai jd dalam perhitungan di bawah ini adalah nilai yang telah menggunakan nilai a pada langkah ke tiga sebelumnya dan dihitung menggunakan rumus jd pada langkah satu, jadi bukan nilai jd estimasi.
Mn = As \times fy \times jd

Langkah kelima adalah mengecek apakah nilai Ø*Mn > Mu. Jika ternyata selisihnya sangat jauh, kita bisa menghitung kembali tulangan perlu pada langkah kedua tapi dengan menggunakan nilai jd yang baru. Cara ini bisa dilakukan dengan berulang-ulang sampai kita peroleh nilai Ø*Mn dan Mu yang hampir sama (cara ini digunakan untuk memperoleh nilai perhitungan yang hemat biaya).

Semester Baru

Hari ini adalah awal semester ke-7 saya di Teknik Sipil ITB. Akhirnya saya menyandang status Swasta (mahasiswa tingkat akhir) 😆

Pada semester ini, SKS yang tersisa sebenarnya tinggal sedikit lagi, apalagi semester depan lebih sedikit lagi. Namun semester ini saya mengambil kuliah-kuliah yang saya rasa penting dan ujung-ujungnya sks nya sama seperti semester-semester sebelumnya, 20 SKS. Yang berbeda dari semester ini adalah saya bisa memilih dengan bebas mata kuliah yang saya inginkan. Biasanya semester ini tidak memiliki mata kuliah wajib yang harus diambil seperti semester kemaren.

O iya, dalam spesialisasi jurusan, saya dimasukkan ke subjurusan Rekayasa Struktur, spesialisasi yang saya idam-idamkan, walaupun fakta mengatakan nilai saya pas-pasan dan ga mungkin bisa bersaing dengan teman-teman saya yang lain yang super dalam nilai. Tapi fakta ini tidak menyurutkan semangat belajarku.

Selain kegiatan kuliah, semester ini saya akan mengikuti beberapa kegiatan luar seperti menjadi asisten dosen, mengikuti perlombaan (bukan lomba 17-agustusan), masih aktif menjadi admin di beberapa tempat, dan beberapa kegiatan main lainnya .

Tiga hari yang lalu, ketika saya mengikuti rapat dengan dosen, saya dititipi sebuah buku untuk mata kuliah PTI (Pengembangan Teknologi dan Informasi). Ada 2 buku, yang pertama adalah buku Pemrograman C++ karangan Budi Raharjo dan kedua adalah buku Technology’s Tomorrow and You karangan George Beekman dan Ben Beekman (saya tidak tau apakah mereka bersaudara atau tidak). Buku-buku tersebut bagus dan saya suka buku karangan Beekman tersebut.

Tantangan sulit dalam semester ini pasti lebih banyak. Setidaknya ada 5 kuliah saya yang memerlukan proses hitung-hitungan yang rumit. Bagaimana membuat kamar tetap rapi dan bersih selama 1 semester ke depan adalah tantangan lain yang perlu perhatian khusus (yang ini agak lebay). Sama seperti mahasiswa-mahasiswa lainnya, urusan uang dan makan selalu menjadi prioritas. Untungnya saya telah mempersiapkan strategi khusus untuk masalah ini, terutama masalah makanan.

Saya berharap bisa mengikuti semester ini dengan bijaksana dan penuh tanggung jawab. Selamat menempuh semester baru teman-teman dan jangan lupa berdoa.

PHP Class : Program Pondasi Dangkal

Beberapa hari yang lalu, saya membuat sebuah program kecil untuk menghitung daya tahan pondasi dangkal. Program ini saya buat dalam bentuk web. Namun kali ini, tidak seperti program lain yang saya buat dengan menggunakan fungsi-fungsi biasa, kali ini saya membuat program menggunakan OOP (Object Oriented Programming).

Sebenarnya saya tidak begitu tau dengan konsep  OOP, jadi jika ada kekurangan dalam program ini, harap dimaklumi saja, soalnya jurusan saya bukan berkaitan dengan programming. Mata kuliah Rekayasa Pondasi sebenarnya sudah selesai semester lalu dan puji Tuhan nilainya cukup baik. Saya iseng saja membuat program ini, manatau kamu tertarik untuk mengembangkannya. Aplikasi ini adalah aplikasi untuk menghitung kekuatan pondasi dangkal dengan metode Terzaghi (Terzaghi Bearing Capacity). Referensinya saya ambil dari buku Braja M.Das (Foundation Engineering) edisi ke-4.

Aplikasi ini bisa diakses di http://duken.info/aplikasi/sipil/pondasi/app/.

Untuk source code bisa diambil di http://duken.info/aplikasi/sipil/pondasi/source/.

Pelabuhan Tersibuk di Dunia

Tugas besar mata kuliah Rekayasa Prasarana dan Antar Moda mewajibkan kami mendesain pelabuhan dan bandar udara yang lokasinya ditetapkan dari prodi. Mendesain bandar udara sangat mengasyikkan. Perhitungan yang menarik dan tidak terlalu sulit membuat tugas besar desain bandar udara menjadi menyenangkan. Mendesain pelabuhan memerlukan perhitungan yang lebih sulit. Data yang digunakan lebih banyak dan harus bisa melakukan proyeksi barang untuk beberapa tahun mendatang.

Iseng-iseng saya mencari tau pelabuhan tersibuk di dunia dan menemukan daftar pada gambar berikut ini. Kategori pelabuhan tersibuk di sini adalah pelabuhan dengan trafik kontainer terbanyak pada tahun tersebut. Angka dalam gambar bawah ini adalah nilai dalam satuan ribu TEUs. Satu TEU bernilai 10,5 ton.

Bandingkan Indonesia  dan Singapura yang memiliki berpedaan nilai trafik kontainer setiap tahun. Kapan ya Indonesia punya pelabuhan yang besar dan bisa bermanfaat? Padahal luas Indonesia jelas jauh lebih besar daripada luas Singapura. Pelabuhan adalah jembatan transportasi barang yang paling ideal, murah, dan efektif. Bodohnya, Indonesia masih saja banyak menggunakan transportasi darat dan udara untuk pengangkutan barang. Kenapa barang kita tidak banyak beredar di luar negeri? Karena pelabuhan cuma Tanjung Priok saja yang bisa diandalkan dan itupun harus transit dulu di Singapura.

Tuntut ilmu sebanyak-banyaknya hingga dunia bisa kau taklukkan. Semoga suatu saat nanti, saya dan kamu bisa membuat pelabuhan yang bisa bersaing seperti itu nantinya 🙂

Fenomena Tanah Retak dan Tanah Longsor

Tanah retak dan tanah longsor sering terjadi pada 2 musim yang berbeda di Indonesia. Tanah retak terjadi pada musim kemarau dan tanah longsor terjadi pada musim hujan. Namun bagaimana kedua kejadian alam tersebut bisa terjadi? Saya akan memberikan sedikit gambaran apa penyebab dan proses terjadinya kejadian tersebut. Kita akan bermain sedikit dengan hukum fisika dan mekanika tanah, tapi jangan takut karena saya berusaha memberikan penjelasan yang baik di sini 🙂

Tanah seperti juga benda-benda lainnya seperti pasir, kerikil, dan air, memiliki massa jenis yang berbeda-beda. Air contohnya memiliki massa jenis 1 ton/m3, yang berarti memiliki berat 1 ton setiap 1 m3 air. Pasir memiliki massa jenis 2,6 ton/m3 yang berarti memiliki massa jenis 2,6 ton setiap 1 m3. Kandungan tanah terdiri dari lapisan-lapisan yang berbeda satu sama lain. Ada tanah yang hanya terdiri dari pasir saja di permukaan atas, lalu tanah lempung di bagian bawahnya, tanah dengan sedikit lempung, dan kembali pasir di bagian paling bawah.

Berbeda jenis tanah berarti berbeda massa jenisnya. Massa jenis ini akan mengubah nilai berat jenis tiap lapisan tanah. Berat jenis adalah nilai massa jenis dikali gravitasi. Selain itu tiap tanah memiliki nilai kohesi yang berbeda-beda. Nilai kohesi bisa merepresentasikan banyaknya “lem” pada tanah yang berfungsi mengikat partikel-partikel antar tanah. Pasir contohnya memiliki nilai kohesi rendah dibandingkan tanah lempung karena pasir tidak mudah melekat ke pasir lainnya. Ambil segenggam pasir dan lihat pasir berlebih akan jatuh dengan mudah dibandingkan jika kita mengambil tanah biasa, yang nilai kohesinya lebih tinggi.

Kita akan menyederhanakan gambar tanah seperti gambar di atas. Tanah diisi dengan lapisan pasir (1), lempung (2), dan kembali ke lapisan pasir (3). Lapisan paling bawah adalah batuan keras. Air tanah berada di lapisan 2 dan 3, ditandai dengan simbol air. Tinggi total lapisan 1,2,3 adalah H. Ingat bahwa longsor terjadi pada tanah yang berbukit-bukit atau memiliki perbedaaan ketinggian 😉

Tanah Longsor

Longsor biasanya terjadi pada musim hujan. Jarang sekali longsor terjadi pada musim kemarau. Penyebab utama longsor adalah banyaknya air yang masuk ke dalam permukaan tanah. Longor terjadi akibat gaya penahan tanah tidak cukup kuat untuk menahan beban tanah yang sangat besar. Beban tanah besar ini terjadi akibat banyaknya air yang masuk ke dalam tanah. Gambar di atas menunjukkan bahwa air berada di atas lapisan 2. Jika hujan terus terjadi, maka air akan naik hingga ke permukaan 1. Ketinggian air bertambah mengakibatkan berat air bertambah. Akibatnya berat tanah total semakin besar melebihi gaya yang bisa ditahan oleh tanah agar tidak tejadi keruntuhan (longsor).

Berat beban tanah total = berat tanah + berat air – berat faktor kohesi

Berat beban tanah total > Gaya penahan tanah > 0

Berat beban tanah total akan berkurang jika faktor kohesi tanah yang besar (tanah yang dipakai memiliki lempung yang sangat banyak). Contohnya tanah liat akan lebih sukar jatuh dibandingkan pasir jika berada di sebuah bukit. Untuk itulah pohon berperan besar dalam menjaga agar tanah tidak longsor. Akar pohon  memiliki 2 fungsi: sebagai “lem” perekat bagi tanah dan menyerap air dari tanah.

Tanah Retak

Tanah retak merupakan kebalikan dari tanah longsor. Tanah retak terjadi akibat tanah kekurangan air.

Berat beban tanah total = berat tanah + berat air – berat faktor kohesi

Pada tanah retak, air pada tanah jumlahnya sangat kecil dan gaya yang berpengaruh bisa saja mendekati 0. Jika tanah mengandung lempung yang sangat banyak, maka nilai kohesinya besar (nilai c’ besar). Berat faktor kohesi ini bahkan lebih besar daripada berat tanah itu sendiri.

Berat faktor kohesi > Berat tanah

Berat beban tanah total < 0

Akibatnya berat beban tanah bernilai negatif atau adanya tarik menarik di dalam tanah. Dengan demikian, tanah akan menjadi retak, akibat tarik-menarik di dalam tanah.

Kadang kala, tanah retak juga terjadi jika hujan lebat terjadi. Tanah retak ini terjadi bukan karena akibat kekurangan air, namun tanah retak menunjukkan tanah akan mengalami longsor (keruntuhan). Tanah longor pasti ditandai dengan tanah retak juga kan? 😀